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IGBT!国家电网做到了!

国家电网电力 3333阅读
珍雪
珍雪Lv.12楼主+关注
2021-11-10 08:42 来自永春

“转自微信公众号:电网头条

从今以后,

这个设备再也不用依赖外国厂商,

多了一个“国潮”新选择


10月30日22时,

国家电网自主研发生产的

3300伏IGBT器件

经过连续两天2次12小时

40万千瓦功率大负荷连续试运行,

在福建厦门柔直鹭岛换流站完成调试!



这标志着我国已完全掌握

IGBT器件设计、工艺、

生产、应用等核心技术

打破了国外厂家对该领域的技术垄断,

解决了电网核心功率器件卡脖子问题,

具有里程碑意义


什么是IGBT?

IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor),具有可关断、损耗小、易于控制等优点,是智能电网、新能源、工业控制等领域的核心零部件

通俗来说,IGBT就像一个开关,和机械开关不同,它很聪明,可以通过外部软件控制自动、快速、方便地实现能量的“开”和“关”,实现能量高效转换。


IGBT在电网里啥作用?

IGBT广泛应用于柔性直流输电工程、静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)、统一潮流控制器(UPFC)等需要进行电能变换的地方。

在电力系统中,实现电能变换的装置是变流器。变流器的控制核心就是IGBT器件,所以它也被称为核心中的“CPU”。

采用IGBT进行功率变换,不用复杂的操作就能实现控制。打个比方,IGBT类似智能家居,可以远程遥控自动实现家用电器的控制,以前的控制手段就像拉线电灯,得到跟前手动拉线。



使用IGBT能够提高用电效率和质量,不仅高效节能,而且绿色环保。它是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。


核心技术和器件

不能成为发展的卡脖子问题。

国家电网全力攻克,

把命运掌握在自己手中。


过去
1

IGBT器件在产品设计、芯片制造、封装测试、产品稳定性方面难度大。

2

国内IGBT器件的技术研发及产业发展刚起步。

导致

90%以上IGBT器件依赖进口,尤其是3300伏以上高电压等级的IGBT长期由少数国外半导体厂商垄断。


IGBT器件占柔直换流阀价格的40%左右,价格高昂。












近年来,国家电网公司高度重视功率半导体器件的研发工作,加强产研协同,于2019年11月批复设立南瑞联研半导体有限责任公司,自主设计研发IGBT芯片及模块,目前已成功打造部分高压、中压系列自主IGBT产品。


▲南瑞联研开展IGBT模块生产工艺技术攻关。


经过多轮改进迭代,历时2年,公司成功研制出与国际领先厂商技术性能相当的3300伏/1500安 IGBT器件。






3300伏/1500安 IGBT器件

扩宽了器件安全工作区,实现器件在高结温状态下安全可靠工作。器件的高温漏电电流量只有国外产品的50%,总体损耗和国外的器件基本一致,提升了器件的应用安全性。


采用低热阻、高可靠性的封装材料,优化封装布局和工艺,有效提升器件动态均流特性,进一步增强器件可靠性,突破了制约国内高压IGBT器件发展的可靠性低、收敛性差的技术瓶颈,助力推动能源电力产业全链条自主可控和转型升级。

如果说IGBT器件是一个人,

需要各个器官协调工作

才能有免疫力和精气神。

此次自主产权的IGBT研发,

不仅强大了“心脏”,

还协调了“大脑”“四肢”,

通过严格选拔考核,

达到“世界级运动员”标准


▲联研院大功率电力电子实验室。


理论→实用

IGBT器件还要解决两个问题:


如何在高电磁辐射环境下可靠运行?
如何应对大电流突变带来的器件电磁应力?



国家电网公司组织相关单位提前推进IGBT器件现场试验验证技术研究并制订试验验证方案,圆满完成换流阀解闭锁、大功率试验等4项现场带电试验,测试了240个关键参数,让IGBT器件在高电磁辐射干扰环境下扛住了换流阀首次解锁瞬间到达1600伏电压的冲击,实现IGBT器件一次性带电成功、一次性解锁成功,并通过现场大负荷功率试验,进一步验证了器件各项指标符合设计要求,满足现场实际运行需要。

头条君表示:

虽然看不懂,

但感觉真的很牛诶!


感谢:晁武杰 骆健 郭清梅 王忠平 胡家 袁仲伟等

责编 | 韩煦 执行审核 | 师维艺

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不明觉厉!

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